CN113105225A - 一种皮纹陶瓷及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于陶瓷技术领域，具体涉及一种皮纹陶瓷及其制备方法，所述的皮纹陶瓷的制备方法，包括以下步骤：S21、将胚体层原料按照重量份配比称取混合均匀，烧结，经过压制、磨边制成胚体层；S22、将皮纹釉料原料按照重量份配比混合均匀，在胚体层表面喷皮纹釉料，烧结，形成釉面层，经过磨边处理，即得皮纹陶瓷；所述胚体层由以下原料制备而成：钾长石、硅灰石、石英、氧化铝、高岭土、羟基磷灰石、膨润土、滑石粉、羧甲基纤维素钠、硅酸锌、三聚磷酸钠。本发明通过在胚体层上喷皮纹釉料形成釉面层，从而得到了良好的皮纹质感，导热系数低的皮纹陶瓷。

Description

一种皮纹陶瓷及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷技术领域，具体涉及一种皮纹陶瓷及其制备方法。

背景技术

陶瓷是由粘土和其他无机非金属原料，经成型、烧结等工艺生产的板状或块状陶瓷制品，用于装饰与保护建筑物、构筑物的墙面和地面。皮纹砖能够给人以皮的质感，具有广泛的应用前景。

在天气比较寒冷的时候（特别是冬季），身体接触到冰冷的陶瓷砖产品时会影响到消费者的体验，因此需要降低导热系数来解决陶瓷产品触感上冰冷的感觉。

发明内容

本发明提供一种皮纹陶瓷及其制备方法，所述的皮纹陶瓷具有良好的皮纹质感，导热系数低。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案：

一种皮纹陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

S21、将胚体层原料按照重量份配比称取混合均匀，烧结，经过压制、磨边制成胚体层；

S22、将皮纹釉料原料按照重量份配比混合均匀，在胚体层表面喷皮纹釉料，烧结，形成釉面层，经过磨边处理，即得皮纹陶瓷；

所述胚体层由以下重量份原料制备而成：20~30份钾长石、20~30份硅灰石、10~15份石英、6~12份氧化铝、6~10份高岭土、4~9份羟基磷灰石、3~8份膨润土、2~5份滑石粉、0.8~2份羧甲基纤维素钠、0.5~1.5份硅酸锌、0.2~0.6份三聚磷酸钠。

作为一种优选方案，所述胚体层由以下重量份原料制备而成：26.3份钾长石、24份硅灰石、12份石英、10份氧化铝、9份高岭土、7份羟基磷灰石、5份膨润土、4份滑石粉、1.2份羧甲基纤维素钠、1份硅酸锌、0.5份三聚磷酸钠。

作为一种优选方案，所述S21烧结温度为1100~1400℃。

作为一种优选方案，所述皮纹釉料喷涂量为400~900 g/m²。

作为一种优选方案，所述S22烧结温度为1100~1400℃。

作为一种优选方案，所述皮纹釉料由以下重量份原料混合而成：35~40份白云石、20~25份透明熔块、10~14份石灰石、8~11份氧化铝晶须、6~9份改性硅酸铝纤维、3~6份烧滑石、3~5份五氧化二钒、1.5~3份二氧化锆。

本发明的发明人在大量的研究中惊奇的发现，氧化铝晶须与改性硅酸铝纤维能够形成互锁结构，二者结合，能够提高气孔率，从而能够降低导热系数。

作为一种优选方案，所述透明熔块由以下重量份原料制成：30~38份硅灰石、20~25份锂瓷石、12~18份石英、9~12份高岭土、6~9份二氧化硅、3~5份硼砂、2~3份氧化钙、1.2~3份白炭黑、1~2份重质碳酸钙、0.2~1份三氧化二锑。

作为一种优选方案，所述氧化铝晶须的制备方法为：

S1、将5~10重量份PEG2000加入到30~50重量份去离子水中，混合均匀，加入5~10重量份九水合硝酸铝、10~20重量份尿素，混合均匀，得到混合液；

S2、将混合液加热至120~200℃，保温18~30h，用去离子水洗涤2~4次，过滤，干燥，在1000~1300℃下煅烧6~10h，得到前驱体；

S3、将4~8重量份前驱体、0.5~1.5重量份十二烷基硫酸钠加入到12~20重量份去离子水中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到中间体；

S4、配制0.1~0.2mol/L的氢氧化铁溶液，取2~5重量份中间体加入到10~20重量份氢氧化铁溶液中，400~800W超声处理20~40min，过滤，干燥，得到氧化铝晶须。

本发明的发明人在大量的研究中惊奇的发现，通过将前驱体用氢氧化铁溶液处理，能够使烧结的时候产生氧气和亚铁离子，从而有效的改善陶瓷的孔结构，降低导热系数。

同时申请人在研究中发现，当采用类似于硅溶胶、Al(OH)₃溶液时，只能提高强度，而对于导热系数几乎没有贡献。

作为一种优选方案，所述改性硅酸铝纤维的制备方法为：

S11、将30~40重量份焦宝石粉、20~30重量份煤矸石粉、10~20重量份铝矾土、6~15重量份高岭土加入到200~300重量份去离子水中，混合均匀，得到悬浮液；

S12、将悬浮液在1800~2000℃下熔融得到熔融液，熔融液经离心甩丝制备成粗硅酸铝纤维；

S13、将20~30重量份粗硅酸铝纤维、0.6~0.9重量份纤维素硫酸钠、0.5~0.8重量份聚丙烯酰胺、0.05~0.15重量份硅烷偶联剂KH570加入到30~50重量份去离子水中，混合均匀，过滤，干燥，得到预处理硅酸铝纤维；

S14、将10~20重量份预处理硅酸铝纤维、2~5重量份阳离子淀粉加入到50~80重量份去离子水中，400~600W超声处理20~35min，200~500rpm转速搅拌2~6h，过滤，干燥，得到改性硅酸铝纤维。

本发明通过对硅酸铝纤维进行改性，纤维间结构紧密，改善了气孔尺寸，孔隙深度进一步增加，限制了空隙中气体的对流传热，从而降低了导热系数。

本发明的有益效果：（1）本发明通过在胚体层上喷皮纹釉料形成釉面层，从而得到了良好的皮纹质感，导热系数低的皮纹陶瓷；（2）本发明所述的氧化铝晶须与改性硅酸铝纤维能够形成互锁结构，二者结合，能够提高气孔率，从而能够降低导热系数。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，除特别声明，所述的份均为重量份。

实施例1

一种皮纹陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

S21、将胚体层原料按照重量份配比称取混合均匀，在1250℃下烧结，经过压制、磨边制成胚体层；

S22、将皮纹釉料原料按照重量份配比混合均匀，在胚体层表面喷皮纹釉料，所述皮纹釉料喷涂量为600 g/m²，1200℃下烧结，形成釉面层，经过磨边处理，即得皮纹陶瓷。

所述胚体层由以下重量份原料经过球磨混合、烧结、压制、磨边而成：26.3份钾长石、24份硅灰石、12份石英、10份氧化铝、9份高岭土、7份羟基磷灰石、5份膨润土、4份滑石粉、1.2份羧甲基纤维素钠、1份硅酸锌、0.5份三聚磷酸钠。

所述皮纹釉料由以下重量份原料混合而成：38份白云石、22份透明熔块、12份石灰石、10份氧化铝晶须、7份改性硅酸铝纤维、5份烧滑石、4份五氧化二钒、2份二氧化锆。

所述透明熔块由以下重量份原料制成：35.2份硅灰石、22份锂瓷石、15份石英、10份高岭土、7份二氧化硅、4份硼砂、2.5份氧化钙、2份白炭黑、1.8份重质碳酸钙、0.5份三氧化二锑。

所述氧化铝晶须的制备方法为：

S1、将8重量份PEG2000加入到40重量份去离子水中，混合均匀，加入8重量份九水合硝酸铝、18重量份尿素，混合均匀，得到混合液；

S2、将混合液加热至160℃，保温24h，用去离子水洗涤3次，过滤，干燥，在1200℃下煅烧8h，得到前驱体；

S3、将5重量份前驱体、1.2重量份十二烷基硫酸钠加入到13.8重量份去离子水中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到中间体；

S4、配制0.15mol/L的氢氧化铁溶液，取4重量份中间体加入到16重量份氢氧化铁溶液中，500W超声处理30min，过滤，干燥，得到氧化铝晶须。

所述改性硅酸铝纤维的制备方法为：

S11、将38重量份焦宝石粉、24重量份煤矸石粉、18重量份铝矾土、10重量份高岭土加入到210重量份去离子水中，混合均匀，得到悬浮液；

S12、将悬浮液在1950℃下熔融得到熔融液，熔融液经离心甩丝制备成粗硅酸铝纤维；

S13、将24重量份粗硅酸铝纤维、0.8重量份纤维素硫酸钠、0.6重量份聚丙烯酰胺、0.1重量份硅烷偶联剂KH570加入到44.5重量份去离子水中，混合均匀，过滤，干燥，得到预处理硅酸铝纤维；

S14、将12重量份预处理硅酸铝纤维、4重量份阳离子淀粉加入到54重量份去离子水中，500W超声处理30min，400rpm转速搅拌5h，过滤，干燥，得到改性硅酸铝纤维。

实施例2

一种皮纹陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

S21、将胚体层原料按照重量份配比称取混合均匀，在1250℃下烧结，经过压制、磨边制成胚体层；

S22、将皮纹釉料原料按照重量份配比混合均匀，在胚体层表面喷皮纹釉料，所述皮纹釉料喷涂量为600 g/m²，1200℃下烧结，形成釉面层，经过磨边处理，即得皮纹陶瓷。

所述胚体层由以下重量份原料经过球磨混合、烧结、压制、磨边而成：26.3份钾长石、24份硅灰石、12份石英、10份氧化铝、9份高岭土、7份羟基磷灰石、5份膨润土、4份滑石粉、1.2份羧甲基纤维素钠、1份硅酸锌、0.5份三聚磷酸钠。

所述皮纹釉料由以下重量份原料混合而成：40份白云石、25份透明熔块、14份石灰石、9份氧化铝晶须、7份改性硅酸铝纤维、6份烧滑石、5份五氧化二钒、3份二氧化锆。

所述透明熔块由以下重量份原料制成：35.2份硅灰石、22份锂瓷石、15份石英、10份高岭土、7份二氧化硅、4份硼砂、2.5份氧化钙、2份白炭黑、1.8份重质碳酸钙、0.5份三氧化二锑。

所述氧化铝晶须的制备方法为：

S1、将8重量份PEG2000加入到40重量份去离子水中，混合均匀，加入8重量份九水合硝酸铝、18重量份尿素，混合均匀，得到混合液；

S2、将混合液加热至160℃，保温24h，用去离子水洗涤3次，过滤，干燥，在1200℃下煅烧8h，得到前驱体；

S3、将5重量份前驱体、1.2重量份十二烷基硫酸钠加入到13.8重量份去离子水中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到中间体；

S4、配制0.15mol/L的氢氧化铁溶液，取4重量份中间体加入到16重量份氢氧化铁溶液中，500W超声处理30min，过滤，干燥，得到氧化铝晶须。

所述改性硅酸铝纤维的制备方法为：

S11、将38重量份焦宝石粉、24重量份煤矸石粉、18重量份铝矾土、10重量份高岭土加入到210重量份去离子水中，混合均匀，得到悬浮液；

S12、将悬浮液在1950℃下熔融得到熔融液，熔融液经离心甩丝制备成粗硅酸铝纤维；

S13、将24重量份粗硅酸铝纤维、0.8重量份纤维素硫酸钠、0.6重量份聚丙烯酰胺、0.1重量份硅烷偶联剂KH570加入到44.5重量份去离子水中，混合均匀，过滤，干燥，得到预处理硅酸铝纤维；

S14、将12重量份预处理硅酸铝纤维、4重量份阳离子淀粉加入到54重量份去离子水中，500W超声处理30min，400rpm转速搅拌5h，过滤，干燥，得到改性硅酸铝纤维。

实施例3

一种皮纹陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

S21、将胚体层原料按照重量份配比称取混合均匀，在1250℃下烧结，经过压制、磨边制成胚体层；

S22、将皮纹釉料原料按照重量份配比混合均匀，在胚体层表面喷皮纹釉料，所述皮纹釉料喷涂量为600 g/m²，1200℃下烧结，形成釉面层，经过磨边处理，即得皮纹陶瓷。

所述胚体层由以下重量份原料经过球磨混合、烧结、压制、磨边而成：26.3份钾长石、24份硅灰石、12份石英、10份氧化铝、9份高岭土、7份羟基磷灰石、5份膨润土、4份滑石粉、1.2份羧甲基纤维素钠、1份硅酸锌、0.5份三聚磷酸钠。

所述皮纹釉料由以下重量份原料混合而成：35份白云石、20份透明熔块、10份石灰石、8份氧化铝晶须、6份改性硅酸铝纤维、3份烧滑石、3份五氧化二钒、1.5份二氧化锆。

所述透明熔块由以下重量份原料制成：35.2份硅灰石、22份锂瓷石、15份石英、10份高岭土、7份二氧化硅、4份硼砂、2.5份氧化钙、2份白炭黑、1.8份重质碳酸钙、0.5份三氧化二锑。

所述氧化铝晶须的制备方法为：

S1、将8重量份PEG2000加入到40重量份去离子水中，混合均匀，加入8重量份九水合硝酸铝、18重量份尿素，混合均匀，得到混合液；

S2、将混合液加热至160℃，保温24h，用去离子水洗涤3次，过滤，干燥，在1200℃下煅烧8h，得到前驱体；

S3、将5重量份前驱体、1.2重量份十二烷基硫酸钠加入到13.8重量份去离子水中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到中间体；

S4、配制0.15mol/L的氢氧化铁溶液，取4重量份中间体加入到16重量份氢氧化铁溶液中，500W超声处理30min，过滤，干燥，得到氧化铝晶须。

所述改性硅酸铝纤维的制备方法为：

S11、将38重量份焦宝石粉、24重量份煤矸石粉、18重量份铝矾土、10重量份高岭土加入到210重量份去离子水中，混合均匀，得到悬浮液；

S12、将悬浮液在1950℃下熔融得到熔融液，熔融液经离心甩丝制备成粗硅酸铝纤维；

S13、将24重量份粗硅酸铝纤维、0.8重量份纤维素硫酸钠、0.6重量份聚丙烯酰胺、0.1重量份硅烷偶联剂KH570加入到44.5重量份去离子水中，混合均匀，过滤，干燥，得到预处理硅酸铝纤维；

S14、将12重量份预处理硅酸铝纤维、4重量份阳离子淀粉加入到54重量份去离子水中，500W超声处理30min，400rpm转速搅拌5h，过滤，干燥，得到改性硅酸铝纤维。

对比例1

对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1不含有所述的氧化铝晶须，其他都相同。

对比例2

对比例2与实施例1不同之处在于，对比例2所述的氧化铝晶须的制备方法不同于实施例1，其他都相同。

所述氧化铝晶须的制备方法为：

S1、将8重量份PEG2000加入到40重量份去离子水中，混合均匀，加入8重量份九水合硝酸铝、18重量份尿素，混合均匀，得到混合液；

S2、将混合液加热至160℃，保温24h，用去离子水洗涤3次，过滤，干燥，在1200℃下煅烧8h，得到氧化铝晶须。

对比例3

对比例3与实施例1不同之处在于，对比例3所述的氧化铝晶须的制备方法不同于实施例1，其他都相同。

所述氧化铝晶须的制备方法为：

S1、将8重量份PEG2000加入到40重量份去离子水中，混合均匀，加入8重量份九水合硝酸铝、18重量份尿素，混合均匀，得到混合液；

S2、将混合液加热至160℃，保温24h，用去离子水洗涤3次，过滤，干燥，在1200℃下煅烧8h，得到前驱体；

S3、将5重量份前驱体、1.2重量份十二烷基硫酸钠加入到13.8重量份去离子水中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到中间体；

S4、取4重量份中间体加入到16重量份硅溶胶中，500W超声处理30min，过滤，干燥，得到氧化铝晶须。

对比例4

对比例4与实施例1不同之处在于，对比例4不含有所述的改性硅酸铝纤维，其他都相同。

对比例5

对比例5与实施例1不同之处在于，对比例5采用硅酸铝纤维替换改性硅酸铝纤维，其他都相同。

所述硅酸铝纤维的制备方法为：

S11、将38重量份焦宝石粉、24重量份煤矸石粉、18重量份铝矾土、10重量份高岭土加入到210重量份去离子水中，混合均匀，得到悬浮液；

S12、将悬浮液在1950℃下熔融得到熔融液，熔融液经离心甩丝制备成硅酸铝纤维。

为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：

征集20名志愿者，将实施例1~3所述皮纹陶瓷及牛皮供志愿者触摸，对其进行评分，最接近牛皮质感的陶瓷砖评分为5，其他的按排名评分依次为4、3、2、 1，计算总分，分数越高越质感越接近牛皮，测试结果见表1。

表1 质感测试结果

导热系数是用西安夏溪电子科技有限公司型号为TC3000E便携式导热系数仪进行测试的，测试结果见表2。

表2 导热系数测试结果

从表1中看出，由本发明所述的皮纹陶瓷具有良好的皮纹质感。

从表2中可看出，本发明所述的皮纹陶瓷釉料导热系数低。

对比实施例1~3可知，不同原料的配比能够影响导热系数，其中实施例1为最佳配比。

对比实施例1与对比例1、2、3可知，本发明所述的氧化铝晶须能够显著降低导热系数，采用本发明所制备得到的氧化铝晶须能够显著降低导热系数，若制备方法不同，会显著影响对于导热系数的降低系效果。

对比实施例1与对比例4、5可知，本发明所述的改性硅酸铝纤维能够显著降低导热系数，且改性硅酸铝纤维相比于未改性的更加能够降低导热系数。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种皮纹陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S21、将胚体层原料按照重量份配比称取混合均匀，烧结，经过压制、磨边制成胚体层；

S22、将皮纹釉料原料按照重量份配比混合均匀，在胚体层表面喷皮纹釉料，烧结，形成釉面层，经过磨边处理，即得皮纹陶瓷；

所述胚体层由以下重量份原料制备而成：20~30份钾长石、20~30份硅灰石、10~15份石英、6~12份氧化铝、6~10份高岭土、4~9份羟基磷灰石、3~8份膨润土、2~5份滑石粉、0.8~2份羧甲基纤维素钠、0.5~1.5份硅酸锌、0.2~0.6份三聚磷酸钠。

2.根据权利要求1所述的皮纹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述胚体层由以下重量份原料制备而成：26.3份钾长石、24份硅灰石、12份石英、10份氧化铝、9份高岭土、7份羟基磷灰石、5份膨润土、4份滑石粉、1.2份羧甲基纤维素钠、1份硅酸锌、0.5份三聚磷酸钠。

3.根据权利要求1所述的皮纹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述S21烧结温度为1100~1400℃。

4.根据权利要求1所述的皮纹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述皮纹釉料喷涂量为400~900 g/m²。

5.根据权利要求1所述的皮纹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述S22烧结温度为1100~1400℃。

6.根据权利要求1所述的皮纹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述皮纹釉料由以下重量份原料混合而成：35~40份白云石、20~25份透明熔块、10~14份石灰石、8~11份氧化铝晶须、6~9份改性硅酸铝纤维、3~6份烧滑石、3~5份五氧化二钒、1.5~3份二氧化锆。

7.根据权利要求6所述的皮纹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述透明熔块由以下重量份原料制成：30~38份硅灰石、20~25份锂瓷石、12~18份石英、9~12份高岭土、6~9份二氧化硅、3~5份硼砂、2~3份氧化钙、1.2~3份白炭黑、1~2份重质碳酸钙、0.2~1份三氧化二锑。

8.根据权利要求6所述的皮纹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述氧化铝晶须的制备方法为：

S1、将5~10重量份PEG2000加入到30~50重量份去离子水中，混合均匀，加入5~10重量份九水合硝酸铝、10~20重量份尿素，混合均匀，得到混合液；

S2、将混合液加热至120~200℃，保温18~30h，用去离子水洗涤2~4次，过滤，干燥，在1000~1300℃下煅烧6~10h，得到前驱体；

S3、将4~8重量份前驱体、0.5~1.5重量份十二烷基硫酸钠加入到12~20重量份去离子水中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到中间体；

S4、配制0.1~0.2mol/L的氢氧化铁溶液，取2~5重量份中间体加入到10~20重量份氢氧化铁溶液中，400~800W超声处理20~40min，过滤，干燥，得到氧化铝晶须。

9.根据权利要求6所述的皮纹陶瓷，其特征在于，所述改性硅酸铝纤维的制备方法为：

S11、将30~40重量份焦宝石粉、20~30重量份煤矸石粉、10~20重量份铝矾土、6~15重量份高岭土加入到200~300重量份去离子水中，混合均匀，得到悬浮液；

S12、将悬浮液在1800~2000℃下熔融得到熔融液，熔融液经离心甩丝制备成粗硅酸铝纤维；

S13、将20~30重量份粗硅酸铝纤维、0.6~0.9重量份纤维素硫酸钠、0.5~0.8重量份聚丙烯酰胺、0.05~0.15重量份硅烷偶联剂KH570加入到30~50重量份去离子水中，混合均匀，过滤，干燥，得到预处理硅酸铝纤维；

S14、将10~20重量份预处理硅酸铝纤维、2~5重量份阳离子淀粉加入到50~80重量份去离子水中，400~600W超声处理20~35min，200~500rpm转速搅拌2~6h，过滤，干燥，得到改性硅酸铝纤维。